HISTOLOGIE: GESCHICHTE, WAS ES STUDIERT UND STUDIENMETHODEN - BIOLOGIE - 2025

Die Histologie (aus dem Griechischen: Histos = Rahmen; Loggia = Wissenschaft) ist der Zweig der Anatomie, der die mikroskopische Struktur des pflanzlichen und tierischen Gewebes von der Zelle bis zu den Ebenen der Organe und Organsysteme beschreibt und erklärt.

Das Ziel der Anatomie ist das systematische Verständnis der Prinzipien, die der äußeren Form und inneren Architektur mehrzelliger Organismen zugrunde liegen. Die Bruttoanatomie oder Bruttoanatomie berücksichtigt strukturelle Merkmale, die mit bloßem Auge untersucht werden können.

Quelle: Benutzer: Uwe Gille Die Histologie oder mikroskopische Anatomie betrachtet wiederum strukturelle Merkmale, die nur mit einem Mikroskop untersucht werden können, als grundlegendes Instrument zum Verständnis der groben Anatomie. Die Integration in die Zell- und Molekularbiologie ermöglicht das Verständnis der Organisation und Funktion von Zellen.

Geschichte

Marcello Malpighi (1628–1694) war der Vorläufer der Histologie. Mit dem Mikroskop untersuchte er Pflanzen und Tiere.

Marie-François-Xavier Bichat (1771–1802), der als Vater der modernen Histologie gilt, prägte den Begriff „Gewebe“. Obwohl er 1800 kein Mikroskop benutzte, identifizierte er durch Präparation von Leichen und chemischen Tests 21 menschliche Gewebe. Carl Mayer (1787–1865) prägte 1819 den Begriff "Histologie".

Joseph J. Lister (1786–1869) entwarf 1826 ein revolutionäres optisches Mikroskop, das chromatische und sphärische Aberrationen korrigierte. Dank dessen konnte sich im weiteren Verlauf des Jahrhunderts die moderne Histologie entwickeln. 1827 bewiesen Thomas Hodgkin (1798–1866) und Lister, dass roten Blutkörperchen ein Kern fehlt.

Rudolf Virchow (1821–1902) postulierte 1847, dass Krankheiten ihren Ursprung in Zellstörungen haben. Für diesen und andere Beiträge gilt er als Begründer der Histopathologie.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war die Histologie gereift. Möglich wurde dies auch durch:

- Die Entwicklung chemischer Mittel zur Fixierung von Geweben und des Mikrotoms zur Aufteilung dieser Gewebe im Laufe des 19. Jahrhunderts.

- Die Einbettung und Konservierung von Geweben in Blöcken aus kanadischem Balsam im Jahr 1832 und Paraffin im Jahr 1869.

- Mikrophotographie im Jahre 1844.

Was studierst du?

Die Entwicklung einer vergleichenden Histologie war dank deskriptiver Untersuchungen von tierischen und pflanzlichen Geweben möglich. Die vergleichende Histologie umfasst Histopathologie, Zytopathologie, Histochemie, funktionelle Histologie und Pflanzenpathologie. Dies gilt auch für das Studium der Evolution und Systematik von Lebewesen, wie es beispielsweise in der Paläohistologie der Fall ist.

Die Histopathologie untersucht und diagnostiziert Krankheiten bei Mensch und Tier. Zu diesem Zweck werden Gewebeproben (Biopsien) verwendet, die von einem als Pathologen bekannten Fachmann fixiert, geschnitten und untersucht werden.

Die Zytopathologie untersucht und diagnostiziert auch Krankheiten bei Menschen und Tieren. Der Unterschied besteht darin, dass dies auf der Ebene mikroskopischer Fragmente freier Gewebe und Zellen geschieht.

Die Histochemie kombiniert biochemische und histologische Techniken, um die Chemie von Geweben zu analysieren. Es basiert auf der Verwendung chromogener Marker, die dazu dienen, positive zelluläre Prozesse für bestimmte Substanzen aufzudecken.

Die funktionelle Histologie untersucht die dynamischen Aspekte der Organisation von Geweben. Einer der bemerkenswertesten Förderer war Santiago Ramón y Cajal (1852–1934), dessen Erforschung von Neuronen den Grundstein für die Neurowissenschaften des 20. Jahrhunderts legte.

Die Phytopathologie untersucht Pflanzenkrankheiten, die durch Viren, Bakterien, Protozoen, parasitäre Pflanzen, Pilze und Nematoden verursacht werden.

Humanhistologie

Epithelgewebe

Die Grundtypen von menschlichem und tierischem Gewebe sind: epithelial, muskulös, nervös und konnektiv.

Epithelgewebe besteht aus Schichten von Zellen, die die Körperoberfläche auskleiden (Epithel), die Körperhöhlen umgeben (Endothel) oder Drüsen und ihre Kanäle bilden.

Epithelgewebe wird in einfach (eine einzelne Zellschicht), geschichtet (mehrere Zellschichten), pseudostratifiziert (eine an eine Basalmembran gebundene Zellschicht), Plattenepithel (abgeflachte Zellen), quaderförmige (Zellen mit abgerundeter Oberfläche) und säulenförmig klassifiziert. (Zellen größer als breit).

Die Atemwege sind mit pseudostratifiziertem Säulenepithel ausgekleidet. Die Körperoberfläche ist von geschichtetem, keratinreichem Plattenepithel bedeckt. Die feuchten Hohlräume wie Mund, Vagina und Rektum sind von geschichtetem Plattenepithel ohne Keratin ausgekleidet.

Die Drüsen bestehen aus sekretorischem Epithel. Sie synthetisieren, speichern und setzen verschiedene Arten von Substanzen frei, darunter: Proteine ​​(Bauchspeicheldrüse), Lipide (Nebennieren und Talgdrüsen), Komplexe aus Kohlenhydraten und Proteinen (Speicheldrüsen) und alle oben genannten Substanzen (Brustdrüsen).

Muskelgewebe

Muskelgewebe besteht aus länglichen Zellen oder Fasern mit kontraktilen Eigenschaften. Aufgrund seiner Struktur und Funktion werden drei Muskeltypen erkannt: Skelett, Herz und glatt.

Der Skelettmuskel enthält stark verlängerte, gestreifte, mehrkernige Zellbündel. Jede Muskelfaser besteht aus kleineren Einheiten, die als Myofibrillen bezeichnet werden.

Diese bestehen wiederum aus Filamenten aus Actin und Myosin, die ein regelmäßiges Wechselmuster bilden. Es ist an Knochen befestigt. Die Kontraktion ist schnell, kräftig und freiwillig.

Der Herzmuskel besteht ebenfalls aus langgestreckten, gestreiften Zellen. Seine Fasern ähneln denen des Skelettmuskels. Sie sind jedoch nicht kernhaltig und zeigen Verzweigungen, die an die anderer Zellen gebunden sind und als Interkalarscheiben bezeichnet werden. Es befindet sich im Herzen, in der Aorta und im Lungenstamm. Seine Kontraktion ist kräftig, rhythmisch und unfreiwillig.

Der glatte Muskel besteht aus mittellangen, nicht kernhaltigen Spindelzellen. Es ist nicht gestreift, weil Aktin und Myosin kein regelmäßiges Wechselmuster bilden.

Es ist in hohlen viszeralen Organen und Blutgefäßen geschichtet. Es ist auch mit Haarfollikeln verbunden. Seine Kontraktion ist langwierig, langsam und unwillkürlich.

Nervengewebe

Nervengewebe besteht aus einem Netzwerk von vielen Milliarden Nervenzellen (Neuronen), die alle von Zellen zur Unterstützung, Ernährung und Abwehr (Gliazellen) unterstützt werden. Jedes Neuron hat Hunderte von langen Verbindungen mit anderen Neuronen.

Das Nervengewebe ist im ganzen Körper verteilt und bildet ein System, das sowohl Verhaltensmuster als auch Körperfunktionen (z. B. Blutdruck, Atmung, Hormonspiegel) steuert.

Anatomisch ist es unterteilt in:

- ZNS, Zentralnervensystem, bestehend aus einer großen Ansammlung von Neuronen (Gehirn, Rückenmark).

- PNS, peripheres Nervensystem, bestehend aus Nerven (kranial, spinal, peripher) und kleinen Ansammlungen von Neuronen (Ganglien). Das PNS leitet sensorische und motorische Nervenimpulse zum und vom ZNS.

Bindegewebe

Bindegewebe besteht aus Zellen, die mit der extrazellulären Matrix assoziiert sind. Dient zur Vereinigung oder Unterstützung anderer Gewebe. Es umfasst Knochen, Knorpel, Sehnen, fibröses Gewebe, Fettgewebe und Knochenmark, alle mit einer festen extrazellulären Matrix. Es enthält auch Blut mit einer flüssigen extrazellulären Matrix (Plasma).

Pflanzenhistologie

Grundgewebe

Die Grundtypen von Pflanzengeweben sind:

- Fundamental (oder Basic), unterteilt in Parenchym, Collenchym und Sklerchym.

- Gefäß, unterteilt in Xylem und Phloem.

• Dermal, unterteilt in Epidermis und Peridermis.

Das Parenchym besteht aus Zellen, die im reifen Zustand lebendig sind, eine unregelmäßige Form haben und eine dünne Primärwand aufweisen, in der Zucker und Stärke gespeichert sind, die an der Photosynthese teilnehmen und die Fähigkeit behalten können, sich in andere Zelltypen zu differenzieren. Es macht den größten Teil der Biomasse von Pflanzen aus, einschließlich des Inneren des Stammes, der Blätter und Früchte.

Collenchym besteht aus Zellen, die zum Zeitpunkt der Reife lebendig sind, eine unregelmäßige Form und eine dicke Primärwand aufweisen, die reich an Pektin ist. Es bietet strukturelle Unterstützung, ohne die für die Dehnung der Pflanzen erforderliche Elastizität zu verlieren. Es befindet sich unter der Epidermis der Stängel und in den Blattstielen.

Das Sklerchym besteht aus Zellen mit Sekundärwänden innerhalb der Primärwände, die dick und reich an Lignin sind. Diese Sekundärwände, die nach dem Zelltod bestehen bleiben, verleihen den Pflanzenteilen, die sie benötigen und sich nicht mehr verlängern, Festigkeit. Das Sklerchym besteht aus Fasern und Skleriden.

Gefäßgewebe

Gefäßgewebe ist typisch für Gefäßpflanzen, dh Pteridophyten (z. B. Farne), Gymnospermen (z. B. Kiefern und Tannen) und Angiospermen (Blütenpflanzen).

Das Xylem verteilt Wasser mit mineralischen gelösten Stoffen aus dem Boden. Die Leitung dieser Flüssigkeit erfolgt durch Tracheiden (alle Gefäßpflanzen) und leitende Gefäße (hauptsächlich Angiospermen). Die Tracheiden und die Elemente, aus denen die leitenden Gefäße bestehen, sind tote Zellen.

Das Phloem verteilt Saft aus Wasser, durch Photosynthese erzeugten Zuckern und Nährstoffen, die zuvor in anderen Zellen gespeichert wurden.

Die Leitung dieser Flüssigkeit erfolgt durch Siebzellen (Pteridophyten, Gymnospermen) oder durch Siebrohrelemente (Angiospermen). Die Siebzellen und die Siebrohrelemente sind lebende Zellen.

Hautgewebe

Hautgewebe umgibt den gesamten Pflanzenkörper. Über der Erde schützt das Hautgewebe die Pflanze vor Wasserverlust. Unter der Erde können Wasser und Mineralsalze aufgenommen werden. Die Epidermis ist das einzige Hautgewebe in Pflanzen, sofern keine laterale Verdickung vorliegt. In diesem Fall wird die Epidermis durch die Peridermis ersetzt.

Studienmethoden

Im Allgemeinen erfordert eine histologische Studie:

1- Entnahme der Probe

2- Fixierung

3- Färbung

4- Inlay

5- Schneiden

6- Mikroskopische Beobachtung.

Die Entnahme der Probe besteht darin, einen Teil des menschlichen oder tierischen Körpers (Biopsie) oder Pflanze zu erfassen, der ausreichend groß (normalerweise sehr klein) und repräsentativ für das interessierende Gewebe ist.

Die Fixierung umfasst physikalische (z. B. Blitzgefrieren) und chemische (z. B. Formalin) Verfahren, die die Probe so stabilisieren, dass sie während und nach den folgenden Schritten unverändert bleibt.

Zellen sind farblos und müssen daher gefärbt werden, damit die interessierenden Strukturen hervorgehoben werden können. Die Färbung wird unter Verwendung chromogener (z. B. Hämatoxylin, Eosin, Giemsa), histochemischer oder immunhistochemischer Reagenzien durchgeführt.

Das Einbetten besteht darin, das Gewebe mit einer transparenten oder durchscheinenden Flüssigkeit (z. B. Paraffin, Acrylharz) zu infiltrieren, die später durch Abkühlen oder Polymerisation aushärtet und einen festen Block bildet.

Das Schneiden besteht aus dem Schneiden des vorherigen festen Blocks unter Verwendung eines Mikrotoms. Die erhaltenen Schnitte, typischerweise 5–8 µm dick, werden als histologische Schnitte bezeichnet.

Die mikroskopische Beobachtung erfolgt unter anderem mit optischen, elektronischen, konfokalen, polarisierenden oder Rasterkraftmikroskopen. In diesem Stadium werden digitale Bilder der Schnitte erzeugt.

Verweise

1. Bell, S., Morris, K. 201. Eine Einführung in die Mikroskopie. CRC Press, Boca Raton.
2. Bloom, W., Fawcett, DW 1994. Ein Lehrbuch der Histologie. Chapman & Hall, New York.
3. Bock, O. 2015. Eine Geschichte der Entwicklung der Histologie bis zum Ende des 19. Jahrhunderts. Research 2, 1283.
4. Bracegirdle, B. 1977. JJ Lister und die Etablierung der Histologie. Medical History, 21, 187–191.
5. Bracegirdle, B. 1977. Die Geschichte der Histologie: eine kurze Übersicht über Quellen. Wissenschaftsgeschichte, 15, 77–101
6. Bracegirdle, B. 1978. Die Leistung von Mikroskopen des 17. und 18. Jahrhunderts. Medical History, 22, 187–195.
7. Bracegirdle, B. 1989. Die Entwicklung biologischer Präparationstechniken für die Lichtmikroskopie, 1839–1989. Journal of Microscopy, 155, 307–318.
8. Bracegirdle, B. 1993. Färben für das Mikroskop. JSDC, 109, 54–56.
9. Eroschenko, VP 2017. Atlas der Histologie mit funktionellen Korrelationen. Wolters Kluwer, Baltimore.
10. Gartner, LP, Hiatt, JL, Strum, JM Zellbiologie und Histologie. Lippincott Williams & Wilkins, Baltimore.
11. Jones, ML 2001. Fixieren, verhärten, Fixieren bewahren: eine kurze Geschichte. Journal of Histotechnology, 24, 155-162.
12. Kierszenbaum, AL, Tres, LL 2016. Histologie und Zellbiologie: eine Einführung in die Pathologie. Saunders, Philadelphia.
13. Llinás, RR 2003. Der Beitrag von Santiago Ramón y Cajal zur funktionellen Neurowissenschaft. Nature Reviews: Neuroscience, 4, 77–80.
14. Lowe, JS, Anderson, PG 2015. Stevens & Lowes menschliche Histologie. Mosby, Philadelphia.
15. Mescher, AL 2016. Junqueiras grundlegende Histologie: Text und Atlas. McGraw-Hill, New York.
16. Ross, MH, Pawlina, W. 2016. Histologie: ein Text und ein Atlas mit korrelierter Zell- und Molekularbiologie. Wolters Kluwer, Philadelphia.
17. Sanderson, C., Emmanuel, J., Emmanual, J., Campbell, P. 1988. Eine historische Übersicht über Paraffin und seine Entwicklung als Einbettungsmedium. Journal of Histotechnology, 11, 61–63.
18. Stephens, N. 2006. Pflanzenzellen und Gewebe. Infobase Publishing, New York.
19. Wick, MR 2012. Histochemie als Werkzeug in der morphologischen Analyse: ein historischer Rückblick. Annals of Diagnostic Pathology, 16, 71–78.